甘蔗近缘属植物斑茅的利用与真实杂种鉴定研究

摘要

在国家"863计划"糖料新品种选育课题(2001AA241191)和国家自然科学基金(30170590)的资助下,通过ISSR和ITS分子标记、染色体组型和mRNA差异显示分析等研究中国华南和西南地区斑茅的遗传多样性、甘蔗斑茅杂交后代的真实杂种鉴定以及斑茅抗盐基因的差异显示.ISSR和ITS标记分析结果表明,分布在中国华南和西南8省区的25个斑茅无性系归为四大族,同一地区的部分斑茅品系聚在同一族,呈现出一定的地域性分布规律,只有少数地区的斑茅品种分散无法归为一类.通过引物筛选和扩增条件的优化,建立了以引物EF<,1>/ER<,1>和EF<,2>/ER<,2>的甘蔗斑茅真实杂种鉴定技术,并对甘蔗(拔地拉)与斑茅杂交的9个F<,1>,甘蔗斑茅真实杂种(崖城96-66、96-46)与CP84-1198的36个BC1以及崖城95-41与内江57-416的12个BC<,1>,15个曾被认为具有斑茅血缘的品系进行分子ITS-PCR分子鉴定,结果表明,两对引物的鉴定结果基本一致,其中对斑茅F1的分子鉴定结果与前人(沈万宽)的同工酶鉴定结果相一致,对15个曾被认为具有斑茅血缘的品系进行鉴定结果显示大部分品系为假杂种.甘蔗斑茅杂交和回交后代的细胞学分析表明,5个供试材料中,以拔地拉(2n=80)为母本、海南斑茅92-105(2n=60)为父本的杂交以n+n的规律进行遗传,其杂种崖96-66的体细胞染色体数目为2n=70.以崖96-66为母本、CP84-1198(2n=120)为父本杂交的染色体核型分析同样表明以n+n的方式进行遗传,杂交后代崖01-3的体细胞染色体数为2n=105.这些结果说明甘蔗斑茅杂交后代染色体以n+n的方式进行遗传.在进行斑茅抗盐基因的mRNA差异显示分析时,采用两个含有"G"碱基的锚定引物和10个随机引物对组成20个DD-PCR扩增反应,共扩增出9条差异cDNA片段,后经二次扩增选出4条正确条带.回收这4条差异cDNA片段并克隆到PnMD 18-T载体上,经PCR鉴定获得4个阳性克隆.经测序、并与genbank中已知序列进行比对后发现它们的同源性低,推测可能是4个新基因.

目录

摘要

Abstract

1前言

1.1甘蔗育种取得的成就与存在问题

1.2斑茅在甘蔗育种上的应用

1.2.1斑茅的分类地位

1.2.2甘蔗斑茅杂交利用概况

1.2.3甘蔗斑茅真实杂种的鉴定

1.3分子标记在甘蔗遗传改良上的应用

1.3.1绘制甘蔗基因图谱

1.3.2甘蔗种质资源遗传多样性研究

1.3.3在甘蔗抗病虫害研究中应用

1.3.4 QTLs分析

1.3.5杂种鉴定

1.3.6 ISSR和ITS标记

2材料与方法

2.1供试材料

2.1.1植物材料

2.1.2实验所用引物

2.1.3试剂与试剂盒

2.2研究方法

2.2.1 ISSR和ITS分子标记分析

2.2.2染色体核型分析

2.2.3 mRNA差异显示分析

3结果与分析

3.1斑茅的遗传多样性

3.1.1斑茅的ISSR和ITS扩增产物的多态性

3.1.2斑茅无性系间亲缘关系与分类

3.2甘蔗斑茅杂交的真实杂种鉴定和细胞遗传学分析

3.2.1甘蔗斑茅真实杂种的分子鉴定

3.2.2甘蔗斑茅远缘真实杂交后代细胞遗传分析

3.3斑茅抗盐基因的差异显示

3.3.1总RNA的产量和质量

3.3.2DD-PCR扩增结果

3.3.3差异cDNA片段的连接、转化和鉴定

3.3.4序列分析及同源性比较

4讨论

4.1我国斑茅资源的分子多样性

4.2甘蔗斑茅杂交的细胞遗传

4.3斑茅在甘蔗遗传改良上的利用

4.4 ITS在杂种鉴定上的可行性和应用前景

4.5 DD-PCR在作物抗逆研究中的应用

5小结

5.1小结

5.2下一步计划

5.3在学期间发表的论文和获得奖励

参考文献

附录

致谢